CN103628870A - 旋流除砂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流除砂装置，包括油气井进出口装置、除砂筒、集砂筒和压差检测装置，油气进出口装置包括油气进口和油气出口；除砂筒的进口端与油气进口的出口端连接，在油气进口与除砂筒进口端之间由进口管线和平板阀一连接，除砂筒的出口端与油气出口的进口端连接，在油气出口与除砂筒出口端之间由出口管线和平板阀二连接；压差检测装置设置在油气进口和油气出口之间，压差表的一端与油气进口连接，另一端与油气出口连接；除砂筒的下端设有集砂筒；在集砂筒下端设置有排砂管线和冲洗管线。本发明可有效地将井内流体中的固相颗粒物质除去，减少或避免了下游地面设备的损坏，延长了测试设备的使用寿命，提高了作业安全性。

Description

旋流除砂装置

 

技术领域

本发明涉及一种用于试油地面测试过程中除去地层流体中的固体颗粒的容积式旋流除砂装置，属于油气井地面测试除砂设备的制造技术领域。

背景技术

为了了解已完成钻井工程的石油或者天然气井的产量以及井下流体的情况，以便做出配产设计和投产准备，都要在投产之前对井下的流体和井的情况进行测试，特别是对具有高压、高产的油气井更需要进行全面的了解测试；对高压、高产油气井的地面测试都是将地层流体从井口流出后直接进入地面测试流程进行节流降压、保温、求产的测试。存在的问题是：由于从井下出来的高压高速油气流中通常会伴有固相颗粒物质，如在钻井过程中随着钻井泥浆漏失在地层中的高密度钻井液加重材料、地层出的砂、岩屑、射孔后的残渣、压裂砂等，这些固相颗粒物质在进入测试设备时会对所用的地面测试设备、管线、仪表等产生严重的冲蚀和堵塞，因此对测试安全造成严重威胁，另外，超高压高速流动的油气流中的固相颗粒物质的危害，不仅仅是刺坏、堵塞地面设备、影响资料质量，更重要的是由于设备的损坏和赌塞会导致频繁地更换各种阀门、油嘴、弯头等，因此会大量增加现场作业人员的心理压力和劳动强度，尤其是存在着刺坏设备而发生安全事故的严重隐患，对作业安全极为不利。所以，需要增加除砂装置来除去测试流体中的固相颗粒物质，从而保护测试流程，保证测试顺利进行。

经检索，也未发现有同样类型的旋流除砂装置的专利文献或期刊文献的报导。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种旋流除砂装置，本发明可有效地将井内流体中的固相颗粒物质除去，减少或避免了下游地面设备的损坏，延长了测试设备的使用寿命，提高了作业安全性。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种旋流除砂装置，包括油气井进出口装置、除砂筒、集砂筒和压差检测装置，其特征在于：

所述油气进出口装置包括一个油气进口和一个油气出口，油气进出口装置用于从井口输入油气和将过滤以后的油气排向节流降压试油测试系统；

除砂筒的进口端与油气进口的出口端连接，在油气进口与除砂筒进口端之间由进口管线和平板阀一连接，除砂筒的出口端与油气出口的进口端连接，在油气出口与除砂筒出口端之间由出口管线和平板阀二连接；

所述压差检测装置设置在油气进口和油气出口之间，包括针阀一、针阀二和一个压差表，压差表的一端与油气进口连接，另一端与油气出口连接；

除砂筒的下端设有集砂筒，用于收集分离出来的固相颗粒，除砂筒与集砂筒之间用双闸阀连接；

为了排出集砂筒内的固相颗粒，在集砂筒下端设置有排砂管线和冲洗管线，集砂筒上部还设有泄压管线。

在油气进口和油气出口之间还设置有一根旁通管线，由连接管线和平板阀三组成。

在集砂筒的底部设置有排砂阀一，排砂管线与排砂阀一连接，在靠近排砂管线的出口部还设置有排砂阀二。

在排砂阀一和排砂阀二之间连接有所述冲洗管线，冲洗管线上设置有冲水阀一。

在冲水阀一和集砂筒的中部下方连接有冲洗管线旁路，冲洗管线旁路上设置有冲水阀二。

在集砂筒的上部连通所述泄压管线，泄压管线上设置有泄压阀。

在泄压管线和出口管线之间设有平衡管线，平衡管线上设置有针阀三。

所述除砂筒内设有旋流管。

所述旋流除砂装置中，除砂筒为140MPa除砂筒，集砂筒为140MPa集砂筒。

所述旋流除砂装置设置在一个集合框架中。

使用时将油气进口接连在油气井口上，从井下出来的高压油气流带着杂质通过连接管线沿切线方向进入140MPa除砂筒并产生组合螺线涡运动，不同密度物质在重力作用下实现分离。固相颗粒先是沉积在140MPa集砂筒里，后通过排砂管线排出，干净的油气通过管线和油气出口流向下游节流降压装置和地面测试计量装置。由于被测试的油气流去除了杂质，因此就不会对测试设备和测试管路造成伤害和堵塞，这样就可以保证试油测试系统的安全运行；在整个除砂和测试过程中，可以通过压差表了解140MPa除砂筒和140MPa集砂筒的压力变化情况。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明中，采用油气井进出口装置、除砂筒、集砂筒和压差检测装置以及管线形成的旋流除砂装置，其较大的存砂容积和较高的除砂效率可有效地将井内流体中的固相颗粒物质除去并进行计量，减少或避免了下游地面设备的损坏，延长测试设备使用寿命，提高作业安全性。解决了超高压含硫油气井地面测试计量过程中除砂的技术难题，各项技术性能指标处于国内领先水平，具有较广泛的推广应用前景。

2、本发明中，在油气进口和油气出口端之间还设置有旁通管线，如果高压流体含砂量低，比如加砂压裂后放喷排液后期，不需要经过除砂装置排砂，只需关闭平板阀一，打开平板阀三即可。

3、本发明中，在集砂筒的底部设置有排砂阀一，排砂管线与排砂阀一连接，在靠近排砂管线的出口部还设置有排砂阀二，在排砂阀一和排砂阀二之间连接有所述冲洗管线，冲洗管线上设置有冲水阀一；这样的结构形式使为了更好地排出集砂筒内的固相颗粒。

4、本发明中，在冲水阀一和集砂筒的中部下方连接有冲洗管线旁路，冲洗管线旁路上设置有冲水阀二，这样特定的结构形式，能够使冲洗管线的效率大为提高，并能同时对集砂筒的下部和中部进行集中清洗。

5、本发明中，在集砂筒的上部连通所述泄压管线，泄压管线上设置有泄压阀，这样特定的结构形式，当集砂筒装满后关闭双闸阀，打开泄压阀泄压，泄压完毕后关闭泄压阀，打开排砂阀一和排砂阀二进行排砂。

6、本发明中，在泄压管线和出口管线之间设有平衡管线，平衡管线上设置有针阀三，这样特定的结构形式，当集砂筒排完后打开针阀三对集砂筒冲压，避免打开双闸阀时产生瞬间高压差。

7、本发明中，旋流除砂装置中，除砂筒为140MPa除砂筒，集砂筒为140MPa集砂筒，这样的特定的选择，使该旋流除砂装置最高工作压力为140MPa，最大气处理量100×104m3/d，最大水处理量1900BPD，最大油处理量400BPD，可用于高压含硫油气井试油、开发除砂。

8、本发明中，旋流除砂装置设置在一个集合框架中，方便使用和运输。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图。

图中标记：

1、平板阀一，2、平板阀三，3、压差表，4、冲洗管线，5、除砂筒，6、针阀三，7、平板阀二，8、油气出口，9、油气进口，10、集砂筒，11、冲水阀二，12、排砂阀一，13、双闸阀，14、冲水阀一，15、泄压阀,16、排砂阀二，17、集合框架。

具体实施方式

实施例1

参照说明书附图1，本发明的最佳实施方式为：其包括油气进出口装置、140MPa除砂筒、140MPa集砂筒、压差检测装置、排砂管和冲洗管路等，油气进出口装置包括油气进口9和油气出口8，油气进口9和油气出口8用于从井口输入油气和将过滤以后的油气排向下游节流降压和地面测试计量系统，140MPa除砂筒5中设置有旋流管，140MPa除砂筒5的进口端与油气进口9的出口端连接，在油气进口9与140MPa除砂筒5进口端之间设置有进口管线和平板阀一1，140MPa除砂筒5的出口端连接油气出口8的进口端，在油气出口8与140MPa除砂筒5出口端之间设置有出口管线和平板阀二7连接；压差检测装置设置在油气进口9和油气出口8之间，包括两个针阀一、针阀二和压差表3，压差表3的一端设置在油气进口端，另一端设置在油气出口的一端，在油气进口9和油气出口8之间还设置有一根旁通连接管线和平板阀三2；在140MPa除砂筒的下端设有140MPa集砂筒10用于收集分离出来的固相颗粒，140MPa除砂筒5与140MPa集砂筒10之间用双闸阀13连接，为了排出140MPa集砂筒10内的固相颗粒，在140MPa集砂筒10下端设置有排砂管线16和冲洗管线4，140MPa集砂筒10上部还设有泄压管线15，泄压管线15和出口管线8之间设有平衡管线6，当140MPa集砂筒排完后打开针阀三6对140MPa集砂筒冲压，避免打开双债阀13时产生瞬间高压差。为了使用和运输的方便，本装置是设置在一个撬装框架中的。使用时将油气进口9接连在油气井口上，从井下出来的高压油气流带着杂质通过连接管线沿切线方向进入140MPa除砂筒5并产生组合螺线涡运动，不同密度物质在重力作用下实现分离。固相颗粒先是沉积在140MPa集砂筒10里，后通过排砂管线排出，干净的油气通过出口管线和油气出口8流向下游节流降压装置和地面测试计量装置。当集砂装置10装满后关闭双闸阀13，打开泄压阀15泄压，泄压完毕后关闭泄压阀15，打开排砂阀一12和排砂阀二16进行排砂，打开冲水阀一14和冲水阀二11清洗集砂筒10，清洗完毕后关闭冲水阀一14和冲水阀二11、排砂阀二16，打开双闸阀13继续除砂。如果高压流体含砂量低，比如加砂压裂后放喷排液后期，不需要经过除砂装置排砂，只需关闭平板阀一1，打开平板阀三2即可。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明另一较佳实施方式是，除砂筒不采用140MPa的，集砂筒也不采用140MPa的。

实施例3

作为本发明的另一较佳实施方式，其包括油气井进出口装置、除砂筒5、集砂筒10和压差检测装置，油气进出口装置包括一个油气进口9和一个油气出口8，油气进出口装置用于从井口输入油气和将过滤以后的油气排向节流降压试油测试系统；除砂筒5的进口端与油气进口9的出口端连接，在油气进口9与除砂筒5进口端之间由进口管线和平板阀一1连接，除砂筒5的出口端与油气出口8的进口端连接，在油气出口8与除砂筒5出口端之间由出口管线和平板阀二7连接；压差检测装置设置在油气进口9和油气出口8之间，包括针阀一、针阀二和一个压差表3，压差表3的一端与油气进口9连接，另一端与油气出口8连接；除砂筒5的下端设有集砂筒10，用于收集分离出来的固相颗粒，除砂筒5与集砂筒10之间用双闸阀13连接；为了排出集砂筒10内的固相颗粒，在集砂筒10下端设置有排砂管线和冲洗管线4，集砂筒10上部还设有泄压管线。在油气进口9和油气出口8之间还设置有一根旁通管线，由连接管线和平板阀三2组成。

Claims (9)

1.一种旋流除砂装置，包括油气井进出口装置、除砂筒（5）、集砂筒（10）和压差检测装置，其特征在于：所述油气进出口装置包括一个油气进口（9）和一个油气出口（8）；除砂筒（5）的进口端与油气进口（9）的出口端连接，在油气进口（9）与除砂筒（5）进口端之间由进口管线和平板阀一（1）连接，除砂筒（5）的出口端与油气出口（8）的进口端连接，在油气出口（8）与除砂筒（5）出口端之间由出口管线和平板阀二（7）连接；所述压差检测装置设置在油气进口（9）和油气出口（8）之间，包括针阀一、针阀二和一个压差表（3），压差表（3）的一端与油气进口（9）连接，另一端与油气出口(8)连接；除砂筒(5)的下端设有集砂筒(10)，除砂筒(5)与集砂筒(10)之间用双闸阀(13)连接；在集砂筒(10)下端设置有排砂管线和冲洗管线(4)，集砂筒(10)上部还设有泄压管线。

2.根据权利要求1所述的旋流除砂装置，其特征在于：在油气进口(9)和油气出口(8)之间还设置有一根旁通管线，由连接管线和平板阀三(2)组成。

3.根据权利要求1或2所述的旋流除砂装置，其特征在于：在集砂筒(10)的底部设置有排砂阀一(12)，排砂管线与排砂阀一（12）连接，在靠近排砂管线的出口部还设置有排砂阀二（16）。

4.根据权利要求3所述的旋流除砂装置，其特征在于：在排砂阀一（12）和排砂阀二（16）之间连接有所述冲洗管线（4），冲洗管线（4）上设置有冲水阀一（14）。

5.根据权利要求4所述的旋流除砂装置，其特征在于：在冲水阀一（14）和集砂筒（10）的中部下方连接有冲洗管线旁路，冲洗管线旁路上设置有冲水阀二(11)。

6.根据权利要求5所述的旋流除砂装置，其特征在于：在集砂筒(10)的上部连通所述泄压管线，泄压管线上设置有泄压阀(15)。

7.根据权利要求6所述的旋流除砂装置，其特征在于：在泄压管线和出口管线之间设有平衡管线，平衡管线上设置有针阀三(6)。

8.根据权利要求1所述的旋流除砂装置，其特征在于：所述除砂筒(5)内设有旋流管。

9.根据权利要求1所述的旋流除砂装置，其特征在于：所述旋流除砂装置设置在一个集合框架(17)中。